Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano

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Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Elettromagnetismo
                     Prof. Francesco Ragusa
                 Università degli Studi di Milano

                            4.10.2021

                       Introduzione

Anno Accademico 2021/2022
Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Introduzione
• In questo corso tratteremo argomenti quali
  • Carica elettrica: forze fra cariche a riposo: elettrostatica
  • Correnti elettriche stazionarie: forze magnetiche: magnetostatica
  • Campi elettrici e magnetici nella materia
  • Induzione elettromagnetica
  • Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche: elettrodinamica
  • ………
• Incontreremo nuove grandezze fisiche, nuovi concetti
  • La carica elettrica e la sua conservazione
  • Analisi del concetto di azione a distanza e il concetto di campo
  • Le trasformazioni delle grandezze elettromagnetiche fra sistemi inerziali
    • La Teoria della Relatività Ristretta
  • ………
• Avremo bisogno di strumenti matematici avanzati
  • Analisi vettoriale: calcolo integrale e calcolo differenziale
    • Gradiente, Rotore, Divergenza, Laplaciano; Teoremi vari
  • Equazioni differenziali alle derivate parziali
  • Trasformate di Fourier
  • ………

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Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Introduzione
• Si tratta di un corso lungo e complesso
  • È un corso fondamentale nella formazione di un fisico
  • Richiede l'uso di matematica avanzata ma allo stesso tempo la capacita di
    distinguere fra la matematica e la fisica
  • È indispensabile acquisire la capacità di risolvere problemi
  • La capacità di risolvere problemi dipende in modo essenziale dal riuscire a
    formulare un modello fisico del sistema e del problema proposto
    • Solo dopo aver definito e capito il modello si può capire quali leggi (e quali
      formule) vanno usate
    • Separare lo studio della parte "teorica" dalla parte "applicativa degli
      esercizi" è un grave errore

• Il corso assorbirà molto del vostro tempo di questo anno
  • Usate i docenti del corso per rendere più efficiente il vostro studio
  • Chiedete durante le lezioni o dopo, o durante le ore di ricevimento
    • Superate la paura di fare cattiva figura o di venire giudicati male
    • Ripeto: è un corso complesso ed è normale che si incontrino tantissime
      cose che non si sanno o che si sono sottovalutate al primo anno

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Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Introduzione
• Il corso prevede tre lezioni settimanali
  • Lunedì         10:30-12:30      Lezione         Prof. Francesco Ragusa
  • Mercoledì       8:30-10:30      Esercitazione   Prof. Giancarlo Maero
  • Giovedì        10:30-12:30      Lezione         Prof. Francesco Ragusa

• Il corso prevede in totale 15 CFU
  • 10 CFU di lezioni:                 80 ore           20 settimane
  • 5 CFU di esercitazioni             50 ore           25 settimane
    • Cercheremo di rimanere entro le 13+13 settimane dei due semestri
• Ci sarà una pausa nelle lezioni nel periodo degli appelli invernali
• Il corso è annuale. L'esame finale verterà su tutto il programma del corso
  • Gli appelli inizieranno nella sessione estiva
    • 6 appelli in totale secondo il calendario ufficiale
      • Verrà reso noto appena il collegio didattico fisserà le date
    • L'esame consiste di uno scritto e di un orale
    • Lo scritto vale solo per l’appello di esame a cui si riferisce
      • Giugno-Luglio
      • Settembre
      • Gennaio-Febbraio

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Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Introduzione
• Nello studio di questo corso (ma anche di altri …) riteniamo importante
  • Studiare e fare esercizi mentre si frequentano le lezioni
  • Non considerare separate "Teoria" ed "Esercitazioni"
  • Avere dei momenti di verifica intermedi

• Stiamo valutando se fare due prove in itinere
  • Una verso la fine del primo semestre
  • Una intorno a metà maggio

• Una possibile alternativa sono prove di autovalutazione in modalità remota
  • Se ci saranno problemi di capienza aule per la pandemia

 • Ogni prova verte sul programma del semestre in corso
   • I compiti saranno risolti in aula
   • Verranno forniti i criteri per l'autovalutazione
   • Se arriverete ad una autovalutazione negativa dovrete capire
     dove state sbagliando

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Elettromagnetismo Università degli Studi di Milano
Ore di studio
•1   CFU lezione
 •   8 ore di lezione
 •   17 ore di studio
•1   CFU esercitazioni
 •   10 ore di esercitazioni in aula
 •   15 ore di studio

• 60 CFU pari circa a 480 ore di lezione
  • 120 giorni di lezione a 4 ore al giorno
  • 24 settimane 5 giorni settimane

• 60 CFU pari a 1020 ore di studio
  • 255 giorni 4 ore di studio al giorno, oltre le lezioni
    • 4 ore al giorno per tutto l'anno esclusi i sabati e le domeniche
• Molto intenso … forse troppo … sono le disposizioni ministeriali

• Il corso di elettromagnetismo
  • 10 CFU Lezioni pari a 170 ore di studio
  • 5 CFU di esercitazioni pari a 75 ore di esercizi

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Rimandare l'esame?
   N    Matricola SCRITTO   FINALE           N    Matricola SCRITTO FINALE
    1   811XXX     SUFF      RES              1   828XXX      INS    RES
    2   811XXX       19      RES
    3   828XXX      INS      RES
                                              2   830XXX      INS    RES
    4   830XXX      INS      RES              3   832XXX      INS    RES     2014
                                     214
    5   832XXX       24        27             4   848XXX      INS    RES
    6   832XXX     SUFF       RIT             5   850XXX      INS    RES
    7   835XXX      INS      RES
                                              6   866XXX       24     23.0
    8   848XXX      INS      RES
    9   866XXX      INS      RES              7   867XXX      INS    RES
   10   867XXX      INS      RES              8   867XXX      INS    RES     2015
   11   867XXX       21        25             9   872XXX      INS    RES
   12   867XXX      INS      RES     2015    10   877XXX      INS    RES
   13   867XXX      INS      RES
   14   872XXX       18      RES
                                             11   885XXX       25     27.0
   15   875XXX      INS      RES             12   885XXX      INS    RES
   16   885XXX       18       RIT            13   885XXX       19     25.0
   17   886XXX      INS      RES             14   885XXX       20     27.0   2016
   18   886XXX      INS      RES
                                     2016    15   885XXX      INS    RES
   19   886XXX       19        24
   20   887XXX       21        18            16   886XXX      INS    RES
   21   891XXX       18        22            17   886XXX      INS    RES
   22   907XXX       18       RIT            18   903XXX       19     23.0
   23   907XXX       28        30            19   903XXX       29     30L
   24   907XXX       27       30L
                                             20   907XXX     SUFF     RIT
   25   908XXX      INS      RES
   26   912XXX       21        26            21   907XXX     SUFF     RIT
   27   912XXX      INS      RES             22   907XXX       19     27.0
                                     2017                                    2017
   28   916XXX       25        30            23   908XXX     SUFF     RIT
   29   916XXX       24        25            24   908XXX       27     30.0
   30   916XXX      INS      RES
   31   918XXX       21        25
                                             25   912XXX      INS    RES
   32   918XXX       23        23            26   916XXX       29     26.0
   33   919XXX       27        27            27   916XXX       24     26.0

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Introduzione
• Libri di testo
  • P. Mazzoldi - M. Nigro - C. Voci
    Fisica Volume II
    Edises

                                        • David Griffiths
                                          Introduction to electrodynamics,
                                          fourth ed.
                                          Pearson; 4th ed. (2012)
                                        • Sembra che contenga molti errori
                                        • Cambridge; 4th ed. (2017)
• David Griffiths                       • Sembra OK
  Introduction to electrodynamics, third ed.
  Prentice Hall; 3rd edition (1999)

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Introduzione
• Libri per consultazione
  • Richard P. Feynman
    The Feynman Lectures on Physics, Vol. II
    varie edizioni; di recente
    Basic Books; New Millennium edition (2011)
  • Edizione online ad accesso libero
    • http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

                                         • Edward M. Purcell, David J. Morin
                                           Electricity and Magnetism, third edition
                                           Cambridge University Press;
                                           3 edizione (21 gennaio 2013)

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Introduzione
• Le diapositive del corso sono disponibili in formato PDF
  • Consultare l'indirizzo
    • http://www.mi.infn.it/~ragusa/2021-2022/elettromagnetismo/
  • Sono disponibili le diapositive dello scorso anno
    • http://www.mi.infn.it/~ragusa/2020-2021/elettromagnetismo/

  • Le diapositive saranno disponibili PRIMA della lezione
    • Cercherò di rendere disponibili le diapositive delle due lezioni
• Le lezioni saranno inoltre registrate
  • Allo stesso indirizzo, nella directory /registrazioni, dopo la lezione, sarà
    disponibile un file in formato mp4 che contiene la registrazione della lezione

• Potete avere un colloquio con noi in qualsiasi momento
  • Fissare un appuntamento via e-mail
    • Francesco.Ragusa@unimi.it, Giancarlo.Maero@unimi.it
• Ribadisco …
  • UTILIZZATE la possibilità di colloquio con i docenti
    • La materia è complessa, è normale non capire subito alcune cose
    • Non abbiate timore di essere giudicati

Elettromagnetismo – Prof. Francesco Ragusa                                    10
Alfabeto greco

α   Α   alfa      ι   Ι   iota      ρ   Ρ   rho
β   Β   beta      κ   Κ   kappa     σ   Σ   sigma
γ   Γ   gamma     λ   Λ   lambda    τ   Τ   tau
δ   Δ   delta     μ   Μ   mu/mi     υ   Υ   upsilon
ε   Ε   epsilon   ν   Ν   nu/ni     φ   Φ   fi
ζ   Ζ   zeta      ξ   Ξ   xi        χ   Χ   chi
η   Η   eta       ο   Ο   omicron   ψ   Ψ   psi
θ   Θ   theta     π   Π   pi        ω   Ω   omega
Elettromagnetismo
                     Prof. Francesco Ragusa
                 Università degli Studi di Milano

                   Lezione n. 1 – 4.10.2021

         Struttura elettrica della materia
         Elettrostatica. Legge di Coulomb

Anno Accademico 2021/2022
La Forza Elettrica
• La Forza Elettrica si manifesta in fenomeni noti fino da tempi molto antichi
  • Oltre lo spettacolare fenomeno del fulmine erano noti
    agli antichi scienziati greci altri fenomeni interessanti
    • Elettrificazione di oggetti mediante strofinamento
    • Forze attrattive e forze repulsive
    • La stessa parola elettricità deriva dalla parola
      ηλεκτρον (electron) che in greco significa ambra,
      uno dei primi materiali studiati e che può essere facilmente elettrificato
  • Solo in tempi relativamente recenti si è scoperto che moltissimi altri
    fenomeni di cui abbiamo esperienza quotidiana sono dovuti alla forza
    elettrica
    • Dal congelamento dell’acqua al battito cardiaco
  • Gli scienziati del XIX secolo (Ampere, Faraday, Maxwell …) hanno formulato
    la teoria dell’elettromagnetismo come la conosciamo oggi
    • La teoria dell’elettromagnetismo ha poi condizionato gli studi di chimici e
      fisici che hanno scoperto la struttura della materia
• Non seguiremo la storia dell’elettricità
  • Inizieremo dai risultati degli studi di Coulomb della seconda metà del ‘700

Elettromagnetismo – Prof. Francesco Ragusa                                   13
L’Elettromagnetismo Classico
• In questo corso studieremo l’elettromagnetismo classico
  • La parola "classico" è intesa nel senso di "non quantistico"
    • L'Elettromagnetismo Classico che studieremo è in pratica la formulazione
      di Maxwell della metà del 1800, prima dell'avvento della meccanica
      quantistica
    • La teoria di Maxwell è sopravvissuta piuttosto bene alla rivoluzione della
      meccanica quantistica
  • L'Elettromagnetismo Classico non ha richiesto revisioni neppure a seguito
    dell'introduzione della Teoria della Relatività Ristretta
    • Piuttosto, storicamente, è stata la Teoria della Relatività Ristretta
      che è nata dall'Elettromagnetismo Classico
    • Le Equazioni Maxwell, formulate prima del lavoro di Lorentz e di Einstein,
      sono già compatibili con la Teoria della Relatività Ristretta
• L'Elettromagnetismo Classico non ha richiesto modifiche sostanziali fino a
  distanze dell'ordine di 10−12 m, circa 1/100 della dimensione dell'atomo
  • Per distanze inferiori è necessaria una teoria che fonda l'elettromagnetismo
    con i principi della meccanica quantistica
    • Elettrodinamica Quantistica, una delle teorie più precise mai formulate
      • Teoria Quantistica dei Campi         ⎪⎧⎪ 0.002 331 841 21 ± 0.000 0 00 000 82 esperim.
                                       g −2 = ⎨
                                              ⎪⎪ 0.002 331 836 20 ± 0.000 000 000 86 teoria
                                               ⎩
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Struttura elettrica della materia
• Come già accennato, uno dei primi fenomeni legati all'elettricità che ha
  attratto l'attenzione dell'uomo è l'elettrificazione per strofinamento
  • Esistono delle sostanze (oggi classificate come isolanti) che, se sottoposte a
    strofinamento, ad esempio con un panno, esibiscono la
    capacità di attrarre o respingere altri oggetti

• Ad esempio, due barrette di bachelite strofinate
  con un panno si caricano e si respingono

• Una barretta di bachelite e una di vetro strofinate
  con un panno si caricano e si attraggono

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Struttura elettrica della materia
• Questi esperimenti mostrano alcuni fatti importanti
  • Esiste una forza fondamentale
    • Oltre alla forza gravitazionale
      • Oggi aggiungiamo oltre alla forza debole e alla forza nucleare forte
  • Questa forza può essere attrattiva o repulsiva
  • La sorgente di questa forza è la carica elettrica
    • La carica elettrica può essere positiva o negativa

     • Due cariche dello stesso segno si respingono

     • Due cariche di segno opposto si attraggono

   • La distinzione fra positivo e negativo è arbitraria
     • Non c'è nulla di intrinsecamente positivo o negativo
     • È solo la distinzione fra i due tipi di carica osservati in natura

• Gli esperimenti di elettrificazione si comprendono facilmente se si assume un
  semplice modello sulla struttura della materia

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Struttura elettrica della materia
• La materia è composta di atomi
  • L'atomo è composto da un nucleo dove risiede la
    carica positiva e da elettroni, dotati di carica negativa,
    che formano un stato legato con il nucleo
    • In termini classici, inesatti e anche inconsistenti,
      si direbbe che "orbitano" intorno al nucleo
  • Il nucleo è a sua volta composto da protoni (carichi positivamente) e da
    neutroni (neutri); neutroni e protoni sono detti nucleoni
    • La carica elettrica del protone qp e la carica elettrica dell'elettrone qe
      sono perfettamente uguali in valore assoluto

                   q p = +e     qe = −e       e = 1.602 × 10−19 C

• Un atomo è indicato con un simbolo chimico X (H, C, O, U)
  • Vengono anche indicati il numero dei nucleoni A (numero di massa)
    e il numero degli elettroni Z uguale al numero dei protoni         Z
                                                                       AX
                                                                            6
                                                                            12C
    • L'atomo è neutro
    • La notazione è ridondante
      • Le proprietà chimiche ( e quindi il simbolo X ) sono determinate da Z

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Struttura elettrica della materia
• La massa di neutroni e protoni è molto simile
    m p = 1.6726 × 10−27 Kg    mn = 1.6749 × 10−27 Kg       mN ≈ 1.67 × 10−27 Kg
• La massa degli elettroni è circa 1800 volte più piccola

                              me = 9.1094 × 10−31 Kg
 • In pratica la massa di un atomo è determinata dalla massa del nucleo e in
   definitiva dal numero di nucleoni A

• La dimensione di un atomo è determinata dalla
  dimensione della regione occupata dagli elettroni
  • Dalla "dimensione" delle orbite degli elettroni     RAtomo ∼ 10−10 m

• La dimensione del nucleo è notevolmente inferiore     RNucleo ∼ 10−15 m

• Gli elettroni sono particelle puntiformi              Relettrone ∼ 0

• I nucleoni hanno una dimensione                      Rprotone ∼ 10−15 m
  • Per i nostri scopi possiamo considerare anche i nucleoni puntiformi

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Struttura elettrica della materia
• Quanti elettroni ci sono in 1 cm3 di materia … diciamo 1 cm3 di acqua ?
• Iniziamo con una sostanza molto semplice, l'idrogeno     1
                                                           1H
  • Approssimiamo la massa di un atomo di idrogeno con quella del protone
    • Trascuriamo la massa dell'elettrone e la correzione
      derivante dall'energia di legame
      • L'energia di legame atomica è trascurabile
      • L'energia di legame del nucleo ha un piccolo effetto (non per 11 H )
  • Una mole di idrogeno monoatomico pesa un grammo
                 m p = 1.67 × 10−27 Kg         N A = 6.022 × 1023
          M H = N A × m p = 1.67 × 10−27 × 6.022 × 1023 = 1.006 × 10−3 Kg ≈ 1 g
• Quindi una mole di sostanza di numero di massa A pesa A grammi
• Inoltre, se una sostanza ha densità ρ g/cm3 allora ρ/A (A grammi di sostanza)
  dice quante moli ci sono per cm3
  • Notiamo che dimensionalmente A in questa formula rappresenta una massa
• Per ottenere il numero di atomi per cm3 basta moltiplicare            ρ
  il numero di moli per cm3 per il numero di Avogadro           ρatomi = N A
                                                                        A
• Per finire, se l'atomo ha Z elettroni
  • Notiamo che per nuclei non molto pesanti Z/A ≈ 1/2                    ρ
                                                                    ρelettroni = Z       NA
                                                                                     A
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Struttura elettrica della materia
• Tornando alla domanda iniziale, la densità di elettroni nell'acqua
  • Il peso atomico della molecola d'acqua è H2O      A = 16 + 2= 18
  • Il numero degli elettroni Z = 8 + 1 + 1 = 10
  • La densità dell'acqua è 1 g/cm3
                            ρ          1
           ρelettroni = Z     N A = 10 6.022 × 1023 = 3.35 × 1023 el . / cm 3
                            A         18

 • Si tratta di un numero estremamente elevato

• A livello macroscopico, trattare la carica della materia come una grandezza
  che varia in modo continuo e non discreto è un'ottima approssimazione

• Consideriamo un cubo di lato 1 μm
  • Un volume estremamente piccolo su scala macroscopica
  • 1 cm = 104 μm
  • 1 μm3 = 10−12 cm3
    • Un'ottima approssimazione di volume infinitesimo dv = dxdydz
  • Contiene comunque un numero enorme di elettroni ρelettroni = 3.35 × 1011 el . / μm 3

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Struttura elettrica della materia
• La materia è composta di atomi tenuti insieme da forze elettriche
  ed effetti quantistici

• Sotto opportune condizioni lo strofinamento di due sostanze diverse o
  addirittura il loro semplice contatto provoca il passaggio di elettroni
  da una sostanza all'altra
                              strofinamento

 • La sostanza che perde elettroni diventa carica positivamente
 • La sostanza che acquista elettroni diventa carica negativamente

• Queste semplici considerazioni permettono di comprendere qualitativamente gli
  antichi esperimenti dell'elettrificazione della materia

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La Legge di Coulomb
• L'interazione fra le cariche elettriche a riposo è descritta dalla
  Legge di Coulomb
  • I risultati degli studi di Coulomb sono
    • Le cariche hanno due segni, convenzionalmente
      segno positivo e segno negativo
    • Le forze sono dirette lungo la linea congiungente le due cariche
    • Cariche di segno uguale si respingono
    • Cariche di segno opposto si attraggono
                                                                     F2   q2
    • Il modulo della forza è proporzionale al
      prodotto delle due cariche (modulo)
                                                           F1
    • Il modulo della forza è inversamente                          r
      proporzionale al quadrato della distanza
    • Il modulo della forza è                           q1

                           q1q 2
            F1 = F2 = k               stiamo supponendo che le dimensioni delle
                                2
                            r         cariche siano trascurabili rispetto a r

   • Le forze obbediscono alla terza legge di Newton: F1 = − F2
 • Discuteremo fra breve la costante k

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La Legge di Coulomb
• Esprimiamo la Legge di Coulomb in forma vettoriale
  • Introduciamo un sistema di coordinate
  • I vettori posizione delle due cariche r1 e r2
    • Il vettore differenza rij giace sulla retta    y
      che congiunge le due cariche: rij = ri − rj
                                                                                 r2 = r1 + r21                     F2
    • Il versore della congiungente
                                                                                                              ˆr21
                                    rij        rij                                       r21
                          ˆrij =          =
                                    rij        rij
                                                                            F1               r2
 • Per un generico vettore w                                                      r1
                   w =w =          wx2 + wy2 + wz2
• La Legge di Coulomb è                                                                                              x
           q1q 2                              q1q 2
  F1 = k           ˆr12            F2 = k             ˆr21
            r122                               r122          z            q1q 2 r
                                                                                 12
                                                                                                    q1q 2
                                                                 F1 = k             =k                               3
                                                                                                                         r12
                                                                             2 r
                                                                           r12 12
                                                                                         ( r122 x + r122 y + r122 z )2

 • Ovviamente ˆr12 = −ˆr21                    F1 = −F2

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La Legge di Coulomb
• Il fatto che la forza di Coulomb sia diretta lunga la retta che passa per le
  posizioni delle due cariche è conseguenza dell'isotropia dello spazio
  • Consideriamo la forza fra due cariche come prevista dalla legge di Coulomb

  • Qualsiasi altra direzione violerebbe l'isotropia dello spazio
  • Infatti, se la forza fosse diretta in un'altra direzione arbitraria …
  • … esisterebbero infinite altre direzioni possibili tutte equivalenti
    • Differenti per una rotazione intorno alla congiungente
• Ma una legge fisica deve individiduare una sola direzione
• Se la forza fosse diretta lungo una sola delle infinite direzioni equivalenti
  allora esisterebbe una direzione privilegiata nello spazio
  • Lo spazio non sarebbe isotropo

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La Legge di Coulomb
• La costante k dipende dal sistema di unita di misura
  • Dipende anche dalle proprietà del mezzo che separa le cariche
  • Per il momento supponiamo che le cariche siano nel vuoto
• Utilizzeremo il Sistema Internazionale di unita di misura (SI)
  • Nel Sistema Internazionale la carica elettrica
    è una grandezza fisica fondamentale                    Tempo            T   s
                                                           Lunghezza        L   m
  • La sua unita di misura è il Coulomb                    Massa            M   Kg
• Nel Sistema Internazionale la costante k vale            Carica           Q   C
                                             9 Nm2
                                k = 8.988 ⋅ 10
                                                C2
  • La carica elementare (carica dell'elettrone) è               e = 1.602 ⋅ 10−19 C
• La costante k viene ridefinita nel modo seguente
                            1                        −12   C2
                       k =            ε0 = 8.854 ⋅ 10
                           4πε0                            Nm2
  • La costante ε0 prende il nome di costante dielettrica del vuoto
    o permettività elettrica del vuoto (o anche permittività)
• Il fattore 4π semplifica alcune equazioni: ad esempio la legge di Gauss

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Linearità della Forza Elettrica
• Un'altra importante proprietà della Forza Elettrica è la linearità
  • Non è contenuta esplicitamente nella legge di Coulomb
  • Deriva dalle osservazioni sperimentali
• Supponiamo di avere tre cariche: q1, q2, q3
  • Misuriamo la forza fra due cariche con la terza posta
    a distanza infinita in modo che non influisca sulla forza fra le altre due
    • q3 in rA e q2 in rB (q1 posta all'infinito)        y
    • q3 in rA e q1 in rC (q2 posta all'infinito)
  • La forza fra q3 in rA e q2 in rB (q1 a infinito)
                                                                 F32        rB
                          q 3q 2                                          F
                F32 = k            ˆrAB                                         rC
                           2
                          rAB                                       F31
                                                              rA
 • La forza fra q3 in   rA e       q1 in rC (q2 a infinito)
                          q 3q1
                F31 = k            ˆrAC              z                                x
                           2
                          rAC
• Se adesso misuriamo la forza fra q3 in rA e q1 e q2
  contemporaneamente in rB e in rC misuriamo F
                                                       q 3q1          q 3q2
  • La F risulta       F = F31 + F32               F=k       ˆrAB + k       ˆrAC
                                                               2           2
                                                              rAB         rAC
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Linearità della Forza Elettrica
• La proprietà appena illustrata vale per un numero arbitrario di cariche
  • Indipendentemente dal numero di cariche presenti nel sistema in esame
    • La legge di Coulomb permette di calcolare la forza fra ogni coppia di
      cariche
    • La forza su una data carica si trova sommando (sovrapponendo) le forze di
      tutte le altre cariche accoppiate una a una, indipendentemente dalle altre
      con la carica data

• Questa è la base del Principio di Sovrapposizione che vale per i sistemi lineari
  • Un sistema con N cariche nel quale vogliamo calcolare la forza su una data
    carica, diciamo q1 dovuta alle restanti N − 1 cariche può essere pensato
    come la sovrapposizione di N − 1 sistemi indipendenti
    • Un sistema per ogni coppia di cariche (q1, qj) j = 2 … N
    • Ogni singolo sistema si risolve semplicemente (legge di Coulomb)
    • L'effetto totale su q1 è la sovrapposizione dei singoli effetti

• Utilizzeremo ancora il principio di sovrapposizione

Elettromagnetismo – Prof. Francesco Ragusa                                    27
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